Ce n'est qu'un début". Une équipe de chercheurs de l'Université du Minnesota (États-Unis) a annoncé avoir mis au point la première cellule synthétique au monde capable d'accomplir un cycle de vie complet.

Dans leurs travaux, les scientifiques expliquent que cette cellule, baptisée SpudCell, est entièrement construite à partir de substances chimiques non vivantes. Elle est capable de grandir, de répliquer son ADN puis de se diviser, ce qui représente une avancée majeure en biologie synthétique.

Les chercheurs estiment qu'elle pourrait, à terme, ouvrir la voie à une nouvelle génération de médicaments, de matériaux et de procédés industriels plus durables. Ils soulignent toutefois qu'il ne s'agit pas d'une nouvelle forme de vie, mais d'une preuve de concept démontrant qu'il est possible de reproduire les fonctions essentielles d'une cellule à partir de composants non vivants.

Comment les chercheurs ont-ils réussi à créer cette cellule ?

Pour comprendre cette prouesse, il faut d'abord s'intéresser au génome, c'est-à-dire à l'ensemble de l'ADN qui contient les instructions nécessaires au fonctionnement d'un organisme vivant. Le génome humain (qui correspond à notre patrimoine génétique) compte environ 3 milliards de paires de chromosomes de bases et près de 20 000 gènes. Jusqu'à présent, les biologistes estimaient qu'une cellule fonctionnelle devait posséder un génome minimal d'au moins 113 kilobases (kb). Or, celui de SpudCell ne mesure que 90 kb, remettant en question cette hypothèse.

La cellule est constituée de sept plasmides d'ADN, de petites molécules circulaires contenant les informations génétiques. Cette architecture modulaire permet aux chercheurs de programmer indépendamment différentes fonctions cellulaires et de mieux comprendre leur rôle. Grâce à cette conception, SpudCell est capable de :

• reproduire l'ensemble du cycle de vie d'une cellule, de sa croissance jusqu'à sa division ;
• se diviser sans recourir à un cytosquelette, une structure longtemps considérée comme indispensable à ce processus ;
• transmettre son matériel génétique à ses cellules ;
• produire des variantes qui se multiplient plus rapidement que d'autres, un phénomène s'apparentant à une forme élémentaire de sélection naturelle.

Une technologie encore loin d'être aboutie

Malgré cette avancée, les chercheurs insistent sur le fait que SpudCell n'est qu'une première étape. "Pour concrétiser pleinement le potentiel de cette technologie, la rendre robuste et pratique, un effort international concerté est indispensable", explique dans le communiqué Kate Adamala, professeure de génétique, biologie cellulaire et développement à l'Université du Minnesota.

Parmi les principaux défis, les scientifiques souhaitent fusionner les sept plasmides en un génome unique, plus stable, afin d'améliorer la transmission du patrimoine génétique lors des divisions cellulaires. Actuellement, SpudCell ne peut survivre que quelques générations avant de nécessiter un nouvel apport extérieur.

Mais si ces travaux arrivent à échéance, cela pourrait permettre une avancée dans les produits manufacturés, tels que les médicaments ou les produits chimiques industriels. En effet, leurs conceptions nécessitent des transformations moléculaires réalisées, actuellement "en détournant des cellules naturelles ou en utilisant une chimie industrielle agressive et très énergivore".

Aussi, le fait de pouvoir créer des cellules "pourrait révolutionner la médecine moléculaire, permettant la création de molécules thérapeutiques précises, notamment des médicaments intégrant des acides aminés jamais utilisés par l'évolution". À terme, il serait possible de "voir apparaître des matériaux cultivés plutôt que synthétisés, et des méthodes de fabrication fonctionnant à des températures biologiques, et non industrielles".